Pendant des années, les chercheurs ont travaillé pour réutiliser l'excès de dioxyde de carbone atmosphérique dans de nouveaux produits chimiques, carburants et autres produits traditionnellement fabriqués à partir d'hydrocarbures récoltés à partir de combustibles fossiles. La récente poussée pour atténuer les effets climatiques des gaz à effet de serre dans l'atmosphère a mis les chimistes sur leurs gardes pour trouver les moyens les plus efficaces possibles. Une nouvelle étude introduit une réaction électrochimique, renforcé par des polymères, pour améliorer le CO 2 -l'efficacité de conversion en éthylène par rapport aux tentatives précédentes.

Les résultats de l'étude menée par le professeur de chimie Urbana-Champaign de l'Université de l'Illinois Andrew Gewirth et l'étudiant diplômé Xinyi (Stephanie) Chen sont publiés dans la revue Catalyse Naturelle .

Autoriser le CO 2 le gaz à traverser une chambre de réaction équipée d'électrodes en cuivre et d'une solution d'électrolyte est la méthode la plus couramment utilisée par les chercheurs pour convertir le CO 2 aux produits chimiques utiles contenant du carbone, les rapports d'étude.

"Le cuivre métallique est très sélectif envers le type de carbone qui forme l'éthylène, " a déclaré Gewirth. "Différents matériaux d'électrode produiront différents produits chimiques comme le monoxyde de carbone au lieu de l'éthylène, ou un mélange d'autres produits chimiques carbonés. Ce que nous avons fait dans cette étude est de concevoir un nouveau type d'électrode en cuivre qui produit presque entièrement de l'éthylène. »

Des études antérieures ont utilisé d'autres métaux et revêtements moléculaires sur l'électrode pour aider à diriger le CO 2 -réactions de réduction, les rapports d'étude. Cependant, ces revêtements ne sont pas stables, se décomposent souvent pendant le processus de réaction et tombent des électrodes. "Ce que nous avons fait différemment dans cette étude était de combiner les ions de cuivre et les polymères dans une solution, puis appliquer cette solution à une électrode, entraînement du polymère dans le cuivre, " dit Chen.

Dans le laboratoire, l'équipe a découvert que les nouvelles électrodes entraînées par polymère étaient moins susceptibles de se décomposer et produisaient des intermédiaires chimiques plus stables, résultant en une production d'éthylène plus efficace. "Nous avons pu convertir le CO 2 à l'éthylène jusqu'à 87 %, selon l'électrolyte utilisé, " a déclaré Chen. "Cela est en hausse par rapport aux rapports précédents faisant état de taux de conversion d'environ 80 % avec d'autres types d'électrodes."

"Avec le développement des sources économiques d'électricité, combiné à l'intérêt accru pour le CO 2 -technologie de réduction, nous voyons un grand potentiel de commercialisation de ce procédé, " a déclaré Gewirth.